[發(fā)明專利]一種動(dòng)態(tài)結(jié)晶六氟磷酸鋰的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711424578.X
• 申請(qǐng)日: 2017-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108147386B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳宏松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 衢州北斗星化學(xué)新材料有限公司
• 主分類號(hào): C01B25/455
• 分類號(hào): C01B25/455
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發(fā)明涉及六氟磷酸鋰制備領(lǐng)域，公開(kāi)了一種動(dòng)態(tài)結(jié)晶六氟磷酸鋰的制備方法，該方法包含以下步驟：1）制備氟化氫和五氯化磷混合氣體；2）將混合氣體通入溶有氟化鋰的氟化氫液體中，得到六氟磷酸鋰溶液；3）將六氟磷酸鋰溶液降溫結(jié)晶；4）再將結(jié)晶釜升溫；5）重復(fù)步驟3）和4）1?5次后，得到六氟磷酸鋰懸浮液；6）過(guò)濾干燥即得動(dòng)態(tài)結(jié)晶六氟磷酸鋰。采用本發(fā)明的制備方法所得六氟磷酸鋰產(chǎn)品純度高，粒度均勻，不需要二次結(jié)晶，制備方法簡(jiǎn)單，工藝要求低，無(wú)需使用特殊的結(jié)晶釜，成本較低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及六氟磷酸鋰制備領(lǐng)域，尤其涉及一種動(dòng)態(tài)結(jié)晶六氟磷酸鋰的制備方法。

背景技術(shù)

六氟磷酸鋰是目前鋰離子電池中最常用的電解質(zhì)，綜合性能優(yōu)良，目前六氟磷酸鋰的工業(yè)化生產(chǎn)方法主要是氫氟酸溶劑法，采用氫氟酸溶劑法制備六氟磷酸鋰時(shí)，結(jié)晶過(guò)程是控制產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。

申請(qǐng)?zhí)枮?01110458390.3的中國(guó)專利公開(kāi)了一種六氟磷酸鋰的制備方法，并采用了低溫結(jié)晶、真空干燥的技術(shù)路線，制取高純六氟磷酸鋰，該方法所使用的原料廉價(jià)易得，生產(chǎn)成本低，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、操作控制方便，在推行節(jié)能環(huán)保新能源方面，具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值，但是采用靜態(tài)析晶，產(chǎn)品容易結(jié)成大塊整體，剝離及后續(xù)破碎困難，不僅難以得到粒度均勻的產(chǎn)品，且容易引入雜質(zhì)。

申請(qǐng)?zhí)枮?01610104368.1的中國(guó)專利公開(kāi)了一種動(dòng)態(tài)結(jié)晶制備六氟磷酸鋰的方法和裝置，在超聲波的作用下攪拌結(jié)晶，產(chǎn)品粒徑均勻，結(jié)晶時(shí)間短，結(jié)晶過(guò)程不易掛壁，但是超聲波誘導(dǎo)結(jié)晶對(duì)結(jié)晶釜工藝要求較高，成本較大，難以推廣，而且由于結(jié)晶速度過(guò)快，不可避免的溶劑HF會(huì)與六氟磷酸鋰形成復(fù)合物，包覆在六氟磷酸鋰晶體中，后續(xù)加熱干燥過(guò)程難以除盡，降低了產(chǎn)品的品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種動(dòng)態(tài)結(jié)晶六氟磷酸鋰的制備方法，采用分級(jí)結(jié)晶的方式，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，操作控制方便，產(chǎn)品粒徑均勻，六氟磷酸鋰晶體中HF含量較低。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：該方法包含以下步驟：

1）將過(guò)量氟化氫液體和五氯化磷混合反應(yīng)，得到混合氣體；

2）將混合氣體通入溶有氟化鋰的氟化氫液體中，得到六氟磷酸鋰溶液；

3）將六氟磷酸鋰溶液注入結(jié)晶釜，降溫至（-60）-（-70）℃，六氟磷酸鋰沉淀結(jié)晶；

4）再將結(jié)晶釜升溫至（-10）-（-15）℃；

5）重復(fù)步驟3）和4）1-5次后，得到六氟磷酸鋰懸浮液；

6）過(guò)濾干燥即得動(dòng)態(tài)結(jié)晶六氟磷酸鋰。

六氟磷酸鋰溶液在降溫至（-60）-（-70）℃后，會(huì)快速析晶沉淀，但是晶體中會(huì)含有很多與六氟磷酸鋰形成復(fù)合物的HF，然后升高至析晶溫度后，六氟磷酸鋰和HF在溶液中的溶解度不同，HF溶解度更大，會(huì)優(yōu)先溶解，留下六氟磷酸鋰晶體，然后再降溫，六氟磷酸鋰會(huì)在此基礎(chǔ)上生長(zhǎng)，然后再升溫令表面HF溶解，重復(fù)多次后就能得到純度更高的六氟磷酸鋰晶體。

作為優(yōu)選，所述步驟1）中氟化氫液體和五氯化磷為高純氟化氫液體和高純五氯化磷。

采用高純氟化氫液體和高純五氯化磷，避免引入更多其他雜質(zhì)。

作為優(yōu)選，所述步驟2）中反應(yīng)溫度為10-30℃，壓力為0.1-0.2MPa。

作為優(yōu)選，所述步驟3）中結(jié)晶過(guò)程需不斷攪拌，攪拌速度為50-100r/min。

攪拌可以削弱工業(yè)放大效應(yīng)帶來(lái)的傳質(zhì)傳熱不穩(wěn)定因素，可以令六氟磷酸鋰以穩(wěn)定的速度生長(zhǎng)，直接得到粒徑均勻的顆粒，無(wú)需多次干燥、過(guò)篩和破碎步驟。

作為優(yōu)選，所述步驟3）中降溫速率為0.1-5℃/min。